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中国降水异常分布的非线性特征及夏季降水与东亚夏季风的非线性关系

居丽丽  
【摘要】: 文中首先根据春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)和冬季(12-2月)将中国降水分为四季,然后运用基于前馈型人工神经网络的非线性主成分分析法(NLPCA),对中国近50年四季降水异常分布的非线性特征进行分析,研究探讨中国四季降水距平的非线性分布。利用合成分析和个例分析法对夏季两种不同的极端降水分布型下的北半球大气环流异常进行深入的了解。接着通过非线性典型相关分析(NLCCA)研究了我国夏季降水与东亚夏季风之间的关系,分析探讨了夏季降水异常对强、弱东亚夏季风的线性响应和非线性响应。结果表明: 1.近50年,我国四季降水的异常分布都具有一定的非线性特征,且具有季节性差异,其中春、夏季节降水异常分布的非线性较强,秋、冬季节降水异常分布的非线性相对稍弱。 2.四季降水距平的一维NLPCA近似在非线性主成分取极端相反位相时,对应的降水异常都各自表现出极端正位相与极端负位相下不同的空间分布型,且一维非线性主成分分析(NLPCA)对原始降水距平场的近似比一维传统线性主成分分析(PCA)对原始降水距平场的近似更加逼真。 3.当夏季降水距平NLPCA第一模态的非线性主成分u取较大正值和较小负值时,对应的北半球大气环流异常存在明显差异。夏季降水距平呈“-+”分布时(u值较大时),贝加尔湖附近高压脊增强、鄂霍茨克海附近阻高减弱;当夏季降水距平呈“-+-”分布时(u值较小时),贝湖附近和鄂霍茨克海附近的高压脊都呈增强趋势;且夏季降水两种明显不同的分布型与南亚高压的东西振荡、西太平洋副高位置以及暖湿空气源地也有密切的联系。 4.中国夏季降水异常与东亚夏季风之间的关系具有一定的非线性特征,极强夏季风和极弱夏季风年份下,我国夏季降水异常分布表现出分布型和强度上的明显差异。夏季降水对东亚夏季风的响应可分离为线性部分和非线性部分,其中非线性特征略显重要。


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